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应F大建议,把我另外一贴回复DAC工作过程和影响因素发一下

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发表于 2017-2-20 08:20 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式 来自 北京
本帖最后由 andygaof 于 2017-2-20 08:56 编辑

下图是小提琴某个音调长弓的波形图,请注意一点尽管他可以用FFT来分解,也符合香农定理,但是请注意他不是正弦波。



violin.jpg (36.31 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 15:49 上传





为了简化我的工作量,我不具体画图,从网上下载了一些图,跟小提琴这个图有出入,您理解意思就行了。通过采样,我们会得到96Hz,24bit的音轨



sampling.png (11.47 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 15:59 上传





好了,在采样端我们没有任何麻烦,接着这个文件会被录音师和混音师采用各种乾坤大挪移的手段将这些音轨最终生成发行的44.1KHz,16bit文件。那么回放的时候,第一步就是把文件变成二进制流发给DAC(假定通过USB),然后由DAC从新恢复波形。这个地方可能会发生若干问题。为了简化问题,我们不在讨论已经老掉牙的同步USB的问题。只讨论异步USB的情况。

传输误码:由于数字部分的优异能力,这个几乎可以忽略不计。但是请注意声音回放USB传输是没有重传机制的。谁说有,先请自扇耳光一百个。非要较真,请去XMOS官方看他们的白皮书。假定DAC正常收到了所有的报文,下一步DAC就要重塑波形。

我们知道每个采样都会被恢复成一个电压值



clock3.jpg (56.82 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:31 上传





这个时候有几个要素:

抖动:任何抖动都会对声音造成影响,下图说的很明白,也就是会造成还原的波形出现偏移。下面引用Prism Sound官方教学资料的内容,比较容易看懂



clock4.jpg (70.12 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:31 上传





clock2.jpg (115.71 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:31 上传





这个jitter可能是DAC的时钟精度问题,也可能是线路引入的,线路里面的方波并不是理想的,由于干扰或其他原因,会造成高低电平穿越点发生偏移,也就是会造成抖动。请注意任何线一定会引入抖动,这个需要DAC有纠正能力。这就是为什么数字线可能会影响声音的原因,个人认为数字线只要屏蔽良好,传输带宽足够,阻抗匹配良好就可以了,没必要用天价线材。我是线材有用论者,也是不建议线材调音论者。这个有点跑题,不在本贴中具体分析。



clock5.jpg (132.44 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:33 上传





然后翻译出来的电压值需要一个参考电压,从而把数字信号变成电压。芯片的这个参考电压值很低,极易收到干扰,任何的干扰都会影响DAC的精度。这就是为何要优化前端PC,为何要使用线性电源最小化纹波的原因。



reference.jpg (142.62 KB, 下载次数: 1)
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2017-2-19 16:40 上传





但是现在还没完,上述的东西都可以用物理方法解决。都不是事儿。最重要的问题,也是我个人认为一个DAC最核心的价值来了。如下图,数字信号变成电信号在我们听到之前他是这样的。这个其实是不能听的。



resampling2.jpg (73.33 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 16:44 上传





想要这玩意能听,就需要滤波器。滤波的方式很多,但是滤波的算法不同滤出来的也不一样。下图只是个例子,不是实际情况,用于说明不同滤波算法得到的波形不一样。所以一个DAC设备,包括CD机等等,最核心的就是这个滤波算法,90x8也好,449x也好内置了一些算法,所以你切换滤波的时候听感是不一样的。而一些大牛公司是有很久的滤波算法积累的,他们用的自己的滤波算法。所以就算这些公司都用90x8声音也不一样,同一个牛逼公司用90x8和449x可能做出来的声音就差不多。因而我认为滤波算法才是DAC最核心的技术。



滤波器.jpg (84.13 KB, 下载次数: 0)
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2017-2-19 15:59 上传





滤完了,其实还没结束,这个电压值太低了,给放大器太小。还需要放大一点,而放大部分也是会影响声音的。这个就是放大电路的问题了。今儿不讨论了。播放软件例如foobar,HQPlayer,Amrra是有不同的一些数字滤波算法的,所以对声音也有影响。

总结下来,线路和DAC自身抖动会影响声音(受线路和DAC本身时钟处理能力影响),DAC芯片的参考电压会影响声音(受DAC自身电源处理能力和外来干扰影响),滤波算法会影响声音(受播放软件算法,界面算法和DAC自身算法或模拟滤波器实现影响),受模拟放大部分影响(受DAC自身设计水平影响)。
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发表于 2017-2-20 08:23 | 只看该作者 来自 江苏无锡
本帖最后由 james_yoyo 于 2017-2-20 08:27 编辑

谢谢楼主分享


“数字线只要屏蔽良好就可以了,没必要用天价线材。  ”


“就算这些公司都用90x8声音也不一样,同一个牛逼公司用90x8和449x可能做出来的声音就差不多。因而我认为滤波算法才是DAC最核心的技术。”

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